不同水分模式对山东茶园土壤氮素动态的影响

以山东茶园土壤为研究对象,采用室内好气培养法,分析了恒定湿润和干湿交替模式下土壤氮素转化特征。结果表明:(1)至培养结束时,恒湿模式下60%WHC处理土壤净矿化量和净硝化量较高;脲酶和亚硝酸还原酶活性较强。20%WHC处理下土壤净矿化速率、净硝化速率严重受到抑制。(2)干湿交替模式下复水后土壤净矿化量、净硝化量以及酶活性得到增强,并出现"脉冲"式变化。(3)2种模式下氮素损失均为N_2O排放量大于NH_3挥发量。N_2O排放量与土壤含水量呈正比,NH_3挥发量与土壤含水量呈反比。干湿交替均增强土壤N_2O和NH_3排放量。(4)结构方程模型(SEM)揭示土壤含水量通过直接或间接作用影响土壤氮素转化(p0.001),脲酶显著影响恒湿模式下土壤氮素转化(p0.001),而亚硝酸还原酶在2种模式下均显著负影响氮素转化(p0.001)。研究结果有助于更好地调节茶园生态系统中土壤管理及氮肥的使用。     

水热条件对华西雨屏区柳杉人工林土壤氮矿化的影响

采用室内培养方法研究了温度(5、15、25和35℃)和湿度(20、40、60和80%田间持水量(FWC))对华西雨屏区柳杉(Cryptomeria fortunei)人工林表层(0~20 cm)土壤氮素矿化的影响,并探讨了温度和湿度与土壤氮素矿化的关系及土壤氮素矿化的最适温度和湿度。结果表明:在30 d的培养过程中温度和湿度均对华西雨屏区柳杉林土壤氮矿化有显著影响(p0.05);相同水分条件下,土壤净氨化速率和氮净矿化速率均随温度的升高而增加;净硝化速率先随温度的升高而增加,在25℃时达到最大值,之后又随温度的升高而降低。相同温度条件下,土壤净氨化速率、净硝化速率和氮净矿化速率均先随水分含量的升高而增加,在60%FWC时达到最大值,之后又随水分含量的升高而降低。在温度和湿度16个交互处理中,35℃和60%FWC条件下土壤净氨化速率和氮净矿化速率最高,在25℃和60%FWC条件下土壤净硝化速率最高;在5℃和20%FWC条件下土壤净氨化速率、净硝化速率和氮净矿化速率最低。土壤氮净矿化的最适温度和湿度分别为32.9℃和64.1%FWC。研究区各土壤水分含量(x1)和温度(x2)条件下的氮净矿化速率(y7)可用关系式y7=-0.5374+0.05001x2+0.04374x1-0.0009228x22-0.0003749x12+0.000215x1·x2进行估算。土壤氮矿化Q10值在5~35℃内随温度的升高而降低,氮净矿化在5~15℃内对温度敏感性最高。氮净矿化作用产生的无机氮中铵态氮占77.6~87.6%,说明该区柳杉人工林表层土壤氮矿化形成的铵态氮只有少部分转化成了硝态氮,这有利于减少研究区多雨条件下矿质氮的淋失。     

上海市城市河岸带土壤氮矿化作用与活性氮库变化

为了解上海市城市河岸带土壤氮矿化速率以及活性氮库的变化,在上海市选择了6个典型城市河岸带,自2010年12月至2011年11月每两个月一次采用埋袋法测定了各河岸带0~35 cm深度土壤氮矿化速率和活性氮库的变化。结果表明,上海市城市河岸带0~35 cm深度土壤净矿化速率平均为0.006 mg kg-1 d-1,且具有显著的时空差异性;通过three-way ANOVA和Pearson相关分析发现,土壤深度、月份和区域条件均能对河岸带土壤氮矿化速率产生显著的单一或综合交互影响,净矿化速率与SOC含量呈极显著负相关关系(p0.01),与土壤中NO3-和NH4+的含量以及温度均呈极显著正相关关系(p0.01),而与土壤粒径没有显著的相关关系。上海市城市河岸带0~35 cm土壤整体上表现为活性氮库的增加,但在不同的点位和月份上会出现活性氮库亏损的现象。     

模拟氮沉降对温带不同森林类型土壤氮矿化速率的影响

通过室内模拟不同氮形态(NH4+-N、NO3--N、NH4+-N+NO3--N)沉降实验,研究不同氮形态沉降对温带不同森林类型(椴树红松混交林、白桦天然次生林、红松人工林和落叶松人工林)土壤氮矿化速率的影响。结果表明:在整个培养期间,与对照相比,经过氮沉降土壤净氨化速率、净硝化速率及净矿化速率都呈现出增长趋势,而其增加的程度又取决于森林类型、土层、氮处理类型和处理时间。不同林型土壤净氨化速率、净硝化速率及净矿化速率受氮沉降影响不同,混交林对氮沉降的响应要弱于阔叶林,高于针叶人工纯林;土壤A层比土壤B层对氮沉降敏感;以铵态氮形态沉降时对铵态氮含量、净氨化速率影响较大,以硝态氮形态沉降时对硝态氮含量、净硝化速率影响较大,混合形态的氮沉降要比单种形态的氮沉降使土壤净氨化速率、净硝化速率及净矿化速率增加幅度更高;氮沉降时间越长,土壤净氨化速率、净硝化速率及净矿化速率与对照差距越大,说明氮沉降对土壤的影响存在累加效应。     

土地利用方式对红壤氮素矿化和硝化作用的影响

研究在我国亚热带红壤地区采集林地、竹林、茶园和旱地农田4种利用方式的土壤样品,测定了氮素净矿化和净硝化以及N_2O排放速率,定量了氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA),以期阐明土地利用方式对红壤氮素矿化和硝化作用的影响。结果表明,不同利用方式红壤AOA基因拷贝数在6.20×10~6到6.58×10~6copies g~(-1)土;AOB基因拷贝数在4.18×10~6到7.41×10~6copies g~(-1)土,AOA和AOB丰度的最大值均出现在旱地红壤。旱地红壤0～7天和0～14天的氮素净矿化速率分别为3.46和1.62 mg kg~(-1),均显著高于其他利用方式。氮素净矿化速率与土壤pH值呈显著的正相关关系(P0.05),与C/N呈显著的负相关关系(P0.05),说明土壤pH和C/N是影响不同利用方式红壤氮素净矿化速率的主要因子。旱地红壤0～7天和0～14天的净硝化速率分别为5.33和3.06 mg kg~(-1),也均显著高于其他利用方式。净硝化速率与铵态氮(NH_4~+-N)含量(P0.01)、pH(P0.05)和AOB(P0.01)均呈显著的正相关关系,表明土壤p H和可利用NH_4~+-N含量是影响红壤净硝化速率的重要因素,高土壤pH和NH_4~+-N含量有利于AOB的生长和活性,从而明显增加净硝化速率。然而,不同利用方式红壤的N_2O排放速率却没有显著的差异,说明利用方式似乎不影响土壤N_2O排放,这与净硝化速率变化规律相矛盾。可能的原因是,除了硝化作用外,好氧培养条件下还存在其他重要的N_2O产生途径,将来的研究中需要关注不同利用方式红壤N_2O产生途径,以阐明红壤N_2O排放机制。     

氮肥与有机肥配施对设施土壤净矿化氮动态变化的影响

研究设施栽培条件下氮肥与有机肥配施对土壤净矿化氮含量及其速率的动态变化的影响,以评估净矿化氮在设施土壤供氮能力方面的作用,为设施番茄生产的合理施肥提供重要的理论依据。以设施番茄栽培连续7年定位施肥田间试验为依托,选择不同施氮量（N0、N1、N2、N3）和不同氮量配施有机肥（MN0、MN1、MN2、MN3）8个处理土壤,采用室内连续好氧培养方法,研究了各施肥处理土壤净矿化氮含量及净氮矿化速率,分析了土壤净矿化氮含量与可溶性有机氮、微生物量氮含量之间的联系。研究结果表明:在0 ~ 20 cm土层,氮肥与有机肥配施处理土壤全氮和无机氮含量均显著高于单施氮肥处理（P < 0.05）,施氮量对土壤全氮含量无显著影响,但对土壤无机氮含量则有显著影响,随施氮量的增加呈显著增加趋势。在培养过程中,各处理土壤净矿化氮含量随着培养时间延长呈先逐渐增加而后下降趋势,各处理土壤净氮矿化速率在培养7 d时最大,7 ~ 70 d期间快速下降,70 d后呈缓慢下降趋势,氮肥与有机肥配施处理土壤净矿化氮量和净氮矿化速率均显著高于单施氮肥处理（P < 0.05）,氮肥与有机肥配施处理土壤净矿化氮含量和净氮矿化速率随施氮量增加呈下降趋势;与单施氮肥相比,氮肥与有机肥配施显著提高土壤可溶性有机氮与微生物量氮含量（P < 0.05）,但受施氮量影响不显著;土壤净矿化氮含量与可溶性有机氮、微生物量氮之间有密切联系,但与可溶性有机氮之间的密切程度更大。综合来看,MN1、MN2处理可显著提高土壤供氮能力（无机氮 + 净矿化氮）。在设施番茄栽培条件下,连续7年氮肥与有机肥配施可显著提高设施土壤供氮能力,也可较好地协调设施土壤氮素供应与固持的关系。     

林地改为茶园对土壤净硝化速率及N2O排放的影响

以我国江南茶区(安徽、浙江)和华南茶区(福建)典型茶园土壤及各自相邻的林地土壤为研究对象,在25oC和60%田间持水量条件下,通过28 d的室内培养试验,研究了林地改为茶园后对土壤净硝化速率及N_2O排放规律的影响。结果表明:安徽地区林地改种茶园显著抑制了净硝化速率;与安徽地区的林地和茶园土壤相比,浙江和福建地区林地和茶园土壤净硝化速率很低(N,0.2 mg/(kg·d)),且林地改为茶园后对土壤净硝化速率没有显著影响。安徽地区植茶年限超过10 a的茶园土壤N_2O累积排放量均显著低于邻近的林地土壤,而植茶年限为10 a的茶园土壤与邻近的林地土壤差异不显著。浙江和福建茶园土壤N_2O累积排放量均高于各自对照的林地土壤。安徽地区土壤的N_2O累积排放量与p H呈显著的正相关关系,这表明林地改为茶园后,随着植茶年限的增加和氮肥的施用,p H降低抑制了净硝化速率,进而降低N_2O排放。     

土壤水分和氮添加对3种质地紫色土氮矿化及土壤pH的影响

为正确认识土壤水分、质地和外源氮添加对紫色土氮矿化作用和土壤pH的影响,以西南地区典型的紫色土为研究对象,通过90d的室内恒温(25℃)好气培养,研究了3种质地(粘土、粉粘壤土和砂土)紫色土在不同含水量(55%,65%和75%田间持水量)和尿素氮添加水平(0mg/kg土和250mg/kg土.)条件下,土壤氮矿化作用和pH的变化。结果表明:前30d的累积矿化氮量可占培养期间(90d)的78.48%~91.55%,且各处理的土壤累积矿化氮量和净矿化速率均随着培养时间的延长而快速增加;第30~90d,土壤累积矿化氮量增长缓慢,净矿化速率迅速下降并趋于稳定。土壤累积矿化氮量和净矿化速率在各培养阶段均随土壤水分含量的增加而逐渐增大,其中75%WHC(75%田间持水量)和75%WHC+U(75%田间持水量+尿素)处理的矿化作用最强。土壤质地从一定程度上对土壤的矿化产生影响,但其影响并不显著。外源氮添加能促进土壤氮矿化,其净氮矿化量和净矿化速率在各培养阶段均极显著(p0.01)高于未加氮处理,分别为未施氮处理的1.68~4.56倍,0.60~6.47倍。外源氮添加使土壤pH显著下降,55%WHC+U、65%WHC+U和75%WHC+U处理分别下降了0.57,0.66,0.72个pH单位,土壤有酸化趋势。土壤pH值与土壤氮素净矿化速率呈极显著线性相关,净矿化速率对pH变化贡献巨大。总之,土壤含水量增加和外源氮添加均促进了土壤氮矿化,增加了土壤矿质氮含量,同时外源氮添加也加速了土壤pH下降,土壤有酸化趋势。     

植物类型与改良方式对重构土壤氮转化速率的影响

[目的] 研究不同植物与改良方式对重构土壤氮转化率的影响,为提高矿区重构土壤可利用氮素含量提供理论依据。[方法] 以取自内蒙古自治区通辽市扎哈淖尔露天煤矿的采矿剥离物为基质配制重构土壤,分别以鸡粪肥、自制改良剂对其进行改良,并选取4种类型的植物,研究这两个因素对无机氮存在形式、氮净矿化率、净氨化率和净硝化率的影响。[结果] 硝态氮是重构土壤中无机态氮存在的主要形式,改良剂、植物及其交互作用对重构土壤氮净矿化率、净氨化率和净硝化率有极显著影响,自制改良剂改良可以显著提高重构土壤中铵态氮、硝态氮和亚硝态氮的含量及净硝化率,紫花苜蓿可以显著提高重构土壤中硝态氮含量及氮净矿化率。90 d时重构土壤的氮净矿化率最高。[结论] 播种90 d内,重构土壤中无机态氮存在形式由铵态氮向硝态氮转化,添加自制改良剂能够提高重构土壤中无机态氮含量,对矿区重构土壤的净氨化率、净硝化率及氮净矿化率的提高有促进作用。     

干湿交替对新疆绿洲农田土壤CO2排放的影响

[目的]分析不同土壤水分变化及干湿交替对土壤CO_2排放的影响,为绿洲农田土壤碳循环提供科学依据。[方法]选取新疆绿洲棉田土壤,通过室内控制模拟试验,以及用气相色谱仪分析CO_2浓度。[结果](1)与60%WFPS(土壤充水孔隙度)相比,40%WFPS对土壤CO_2排放起到了显著的抑制作用(p0.05),而80%WFPS对土壤CO_2排放无显著性影响(p0.05)。培养结束时,与60%WFPS的土壤CO_2累积排放量相比,40%WFPS的土壤CO_2累积排放量降低26%(p0.05),而80%WFPS的土壤CO_2累积排放量仅增加0.04%(p0.05)。(2)多次干湿交替循环后,干湿交替处理下的土壤CO_2累积排放量显著低于恒湿处理。在不同干旱强度处理中,重度干旱(SD)处理对土壤CO_2排放速率响应程度大于适度干旱(MD)处理,但多次干湿交替循环后,SD处理下的土壤CO_2累积排放量却显著小于MD处理。随干湿交替循环次数的增加,干湿交替对土壤CO_2排放速率的影响显著降低,特别是对土壤CO_2排放速率最高值的影响最大。[结论]在新疆绿洲棉田土壤中,干湿交替能降低土壤CO_2排放量,降低量随干旱强度的增大而增大。     

模拟干湿交替对若尔盖高寒湿地土壤呼吸及可溶性碳氮稳定性的影响

全球气候变化下,极端干旱和强降水事件频发,土壤经历更为复杂和频繁的干湿交替过程,这对于土壤呼吸有极为重要的影响。以若尔盖高寒湿地土壤为研究对象,设置两种干湿交替强度(高强度和低强度)和两种干湿交替频率(高频率和低频率)以及恒定水分共5种处理,在人工气候箱恒温培养144 d,研究了干湿交替对若尔盖高寒湿地土壤呼吸、土壤可溶性碳、无机氮及其稳定性的影响。结果表明:干湿交替强度对土壤呼吸、可溶性有机碳、可溶性有机碳/无机氮的比值及其稳定性影响显著,高强度干湿交替促进了呼吸,而低强度干湿交替有利于增加可溶性有机碳的含量和提高可溶性有机碳/无机氮的比值。铵态氮含量及铵态氮稳定性受干湿交替频率及交互作用的显著影响,硝态氮受干湿交替强度及交互作用的显著影响。无机氮及稳定性均不受干湿交替强度、频率及交互作用的影响。干湿交替强度和频率对若尔盖高寒湿地土壤呼吸、可溶性碳氮及其稳定性有不同程度的影响,这些结果有助于理解未来气候变化下高寒湿地碳循环过程及机制。     

模拟氮沉降对小兴安岭地区人工红松林土壤氮转化的影响

以我国小兴安岭地区凉水国家级自然保护区30年林龄的人工红松林为研究对象,建立对照(0 kg hm~(-2)a~(-1))、低氮(20 kg hm~(-2)a~(-1))、中氮(40 kg hm~(-2)a~(-1))和高氮(80 kg hm~(-2)a~(-1))四种模拟氮沉降水平的样地;采用室内培养试验,研究了短期模拟氮沉降对人工红松林土壤氮净矿化、净硝化速率和氧化亚氮排放的影响。结果表明,与对照处理相比,经过2年的模拟氮沉降处理,土壤的净矿化、净硝化速率都有降低趋势。与对照相比,低氮、中氮、高氮土壤净矿化速率分别降低了16.9%、20.6%和25.2%,土壤净硝化速率分别降低了16.7%、20.9%和25.5%,但是处理间差异没有达到显著水平。净硝化速率与净矿化速率呈显著正相关关系(P0.05),表明净矿化速率降低减少铵态氮供应量可能是氮沉降处理降低净硝化速率重要原因。另外,模拟氮沉降处理导致土壤p H降低也不利于硝化作用。中氮和高氮处理土壤氧化亚氮累积排放量分别比对照高84%和40%,但是差异不显著。高的氮沉降量使硝化过程中氧化亚氮的排放比例增加,可能是中氮和高氮处理下净硝化速率下降而土壤氧化亚氮排放量却增加主要原因。研究结果表明,氮沉降会影响我国小兴安岭地区森林土壤氮矿化和硝化过程,但是由于实验开展观测时间较短,其影响规律还需长期实验验证。     

施氮量和土壤含水量对黑麦草还田红壤氮素矿化的影响

目标 氮素矿化是决定土壤供氮能力的重要生态过程,养分添加和水分在调节土壤的氮转化方面起着重要的作用。探讨施氮和土壤水分对黑麦草还田过程中土壤氮素矿化的影响有利于进一步优化红壤旱地作物生产的水肥管理。 【方法】 通过室内培养试验,研究了施氮量 (0、60、120 mg/kg) 和土壤含水量 (15%、30%、45%) 对红壤旱地黑麦草还田过程中土壤净硝化量、氨化量和氮矿化量的影响。 【结果】 土壤含水量15%时,施氮有利于提高黑麦草还田初期土壤净硝化量,施氮量120 mg/kg抑制了黑麦草还田后期土壤硝化作用。在30%土壤含水量时,施氮量120 mg/kg明显抑制了黑麦草还田后期土壤硝化作用。土壤含水量45%抑制了黑麦草还田初期不同施氮水平下土壤净硝化量,但增加了黑麦草还田91 d时土壤净硝化量,且施氮量60 mg/kg下的净硝化量显著高于120 mg/kg水平下的。土壤净氨化量在整个黑麦草还田过程中均为正值,且呈现多次升高-降低的往复动态变化。土壤净氨化量在三种土壤含水量下均表现为施氮条件下的显著高于不施氮处理。土壤含水量的增加有利于提高施氮量120 mg/kg下黑麦草还田初期土壤的氨化作用,但降低了黑麦草还田后期土壤净氨化量。相比不施氮,三个含水量条件下的施氮处理在黑麦草还田过程中的大部分阶段都显著增加了土壤净氮矿化量,土壤含水量30%条件下土壤净氮矿化量的变化最大。相比土壤含水量15%,30%含水量促进了黑麦草还田中期 (13～57 d) 土壤净氮矿化量的增加,45%含水量抑制了黑麦草还田后期 (73～91 d) 土壤净氮矿化量。 【结论】 红壤区旱地黑麦草还田时应合理施入化学氮肥 (60 mg/kg),在黑麦草还田初期保持较高的土壤含水量 (45%) 能够抑制土壤的氮矿化作用,还田中后期适当降低土壤含水量 (30%)有利于增加土壤氮素的矿化。      

半干旱区全膜覆土穴播对小麦土壤氮素矿化、 无机氮及产量的影响

研究全膜覆土穴播对半干旱区小麦土壤氮素矿化及无机氮的影响,为优化田间氮肥管理措施提供理论依据。于2014 ～ 2017 年在甘肃省中部半干旱区设置定位试验,设全膜覆土穴播(MS)、传统地膜覆盖穴播(M)、露地穴播(CK)3 个处理,研究各处理对春小麦生育期土壤氮素矿化、无机氮及产量的影响。结果表明,MS 较M 处理增加了耕层0 ～ 20 cm 土壤水分含量,提高了0 ～ 15 cm 土壤氮素矿化速率,显著增加了土壤和矿质氮净矿化量,较传统地膜覆盖(M)分别显著提高29.02% 和27.81%。MS 处理增加了0 ～ 20 cm 土层土壤无机氮含量,且以为主,降低了40 ～ 200 cm 深层土壤和无机氮含量, 含量变化不明显。从小麦生长阶段看,小麦生长早期T2 ～ T4(14 ～ 62 d)阶段矿质氮表现为净固持,小麦生长中后期T5 ～ T7(63 ～ 116 d)阶段表现为净矿化,小麦全生育期表现为净矿化,MS、M、CK 处理矿质氮净矿化量分别为23.9、18.7、8.5 mg/kg;在小麦生长中期T5(63 ～ 75 d)阶段MS 处理土壤氮素净矿化速率[1.61 mg/(kg·d)]达到最大,较M[1.39 mg/(kg·d)]和CK[0.27 mg/(kg·d)]分别显著提高15.83% 和496.30%。从小麦产量及水分利用效率看,MS 较M 分别显著增加8.81% ～ 59.45% 和5.91% ～ 22.15%。因此,在本试验条件下,全膜覆土穴播改善了土壤的水热条件,提高了土壤氮素的矿化速率,增加了土壤氮素的有效性,提高了土壤氮素供应能力,显著提高了产量和水分利用效率。     

祁连山东段青海云杉林区土壤氮矿化与土壤因子的相关性

以祁连山东段青海云杉(Picea crassifolia)林分布带土壤为研究对象,采用顶盖埋管的野外取样法和室内分析法,对海拔梯度上土壤铵态氮(NH+4-N)、硝态氮(NO-3-N)净矿化速率、氮净矿化量和净矿化速率进行测定分析,旨在探讨土壤净氮矿化量与气温降水和土壤理化性质的相关关系,以期建立环境变量与土壤氮矿化量和矿化速率模型,进而提高祁连山青海云杉林生产力及水源涵养能力。其结果表明:(1)土壤硝态氮、铵态氮净矿化速率、土壤净氮矿化量和矿化速率随海拔的升高差异性均极显著;土壤氮净矿化量和矿化速率随海拔梯度的升高呈"W"形变化,与硝态氮净矿化速率随海拔升高的变化规律一致,与铵态氮净矿化速率变化规律相反;在海拔2 800m处,硝态氮净矿化速率、土壤净氮矿化量和矿化速率均达到最大值,为0.372,160.3,0.44 mg/(kg·d),铵态氮净矿化速率出现最低值0.067 mg/(kg·d);在海拔2 900m处出现最低值,为0.155,94.7,0.26mg/(kg·d),在海拔3 100m处,铵态氮的净矿化速率出现最大值0.13mg/(kg·d);(2)回归分析表明,土壤净氮矿化量与年均气温呈极显著负相关(P0.01),R2=0.717 3;与年降水量呈极显著正相关(P0.01),R2=0.383 5;得出气候变化对土壤净氮矿化量的影响程度为:年均气温年降水量;(3)回归分析表明,土壤氮净矿化量与土壤全氮、有机质、含水量、pH值呈极显著正相关(P0.01),其R2依次为0.910 1,0.906 0,0.842 8,0.797 9;与土壤容重呈极显著负相关(P0.01),其R2为0.222 4;由R2值大小可知土壤养分对土壤净氮矿化量的影响程度为:土壤全氮土壤有机质土壤含水量土壤pH土壤容重。     

含水量对黑土氮素转化及土壤酶活性影响的模拟研究

通过室内模拟试验(2013年7月23日~8月15日),研究不同含水量(20%,35%,60%)条件对东北黑土区土壤氮素转化及土壤酶活性的影响,初步探讨了其作用机制。结果表明:随着培养时间的增加,不同含水量的铵态氮含量呈波动性变化,最后呈下降趋势;硝态氮含量随着时间的增加一直呈下降趋势,35%及60%含水量的黑土铵态氮和硝态氮含量在相同培养时间高于20%含水量的黑土。各含水量处理组氨化速率、矿化速率、硝化速率随着培养时间的增加均逐渐下降,说明土壤中可被转化的有机氮含量逐渐降低,60%含水量的黑土净矿化速率和净硝化速率变化幅度最大,分别从1.518 g kg-1d-1、1.376 g kg-1d-1下降到0.009 g kg-1d-1,0.007 g kg-1d-1;除了35%含水量处理组在24 h内的氨化速率高于其他两组含水量氨化速率外,整个培养期间的氮素转化速率均表现为60%含水量35%含水量20%含水量。对土壤酶活性的研究表明:在培养初期(前2 d),20%含水量土壤脲酶活性逐渐增加,35%和60%含水量土壤脲酶活性先增加后下降,随后脲酶活性趋于稳定,直到第13 d开始略有下降,总体来看,2 d后不同含水量对脲酶活性的影响变化不显著;而转化酶活性呈波动性变化,整个培养周期,35%含水量的转化酶活性始终高于60%含水量处理组,而20%含水量的转化酶活性在其他两组含水量的转化酶活性上下波动。研究表明含水量对黑土氮素转化影响显著,硝化、矿化、反硝化作用及土壤中微生物活性的变化是氮素转化及酶活性变化的主要原因。     

长期不同比例有机肥-化肥配施下红壤性水稻土氮素矿化特征

土壤有机氮的矿化是土壤氮素肥力的重要指标之一,也是影响作物产量至关重要的因素。以33年长期定位试验为依托,对红壤性双季稻田土壤氮累积、矿化动力学特征等进行系统研究。定位试验始于1984年,选取其中5个施肥处理:不施肥(CK),施氮磷钾肥(NPK),施50%化肥+50%有机肥(50F+50M),施30%化肥+70%有机肥(30F+70M),施70%化肥+30%有机肥(70F+30M),于2017年早稻种植前采集耕层(0～20 cm)土壤样品,采用淹水密闭间歇淋洗法,对土壤氮矿化量和速率进行测定,并采用一级动力学方程拟合土壤氮矿化势(N_0)、矿化速率常数(k)等。结果表明,长期施肥显著提高土壤有机碳、全氮、碱解氮含量,以有机无机肥配施提升效果最为显著,且随有机肥投入量增加而递增,30F+70M处理较NPK处理显著提高铵态氮、硝态氮及总矿质氮含量,分别提高了47.0%、64.6%和49.7%。连续施肥33年后,施肥显著提高了土壤净矿化速率和土壤矿化氮释放量,排序为30F+70M50F+50M70F+30MNPKCK,配施有机肥较施化肥处理显著提高了土壤矿化氮累积释放量和土壤氮素矿化率,分别是化肥处理的2.70和1.41倍。长期施肥均显著提高了土壤氮素矿化势(N_0),提高幅度为65.9%～196.0%,配施30%有机肥(70F+30M)较施化肥处理(NPK)可显著增加水稻土氮素矿化势,降低氮矿化速率常数。土壤有机质、全氮、碱解氮及铵态氮含量显著影响N_0、N_0/N、累积矿化量及矿化率,土壤氮矿化速率常数(k)与C/N呈现极显著负相关。长期化学氮肥与低比例有机肥配施,使水稻土供氮缓慢而持久,在水稻的生长发育过程中能够不断地补充氮素。     

寒区旱区间歇性干旱对接种根瘤菌苜蓿草地土壤养分动态的影响

通过盆栽法模拟田间土壤的干湿交替变化过程和强度,研究了寒区旱区间歇性干旱条件对接种根瘤菌(Rhizobia)苜蓿(Medicago sativa L.)草地土壤养分的影响。结果表明:1年龄苜蓿接种根瘤菌能显著提高土壤全N、有机质、速效N、速效K和速效P含量,而对土壤pH和全P含量影响不大,间歇性干旱处理能显著降低土壤全N、有机质、全P、速效N、速效P和速效K含量,且土壤养分下降量总体上为有机质>全P>全N>速效K>速效N>速效P;通过相关和回归分析,土壤全P和有机质含量的下降量与干湿交替间隔周期呈显著直线正相关(P<0.05),土壤速效K和速效P含量的下降量与干湿交替间隔周期呈显著直线负相关(P<0.05);当干湿交替间隔周期相同时,土壤全N、全P、速效N和有机质含量的下降量,50%田间持水量的处理大于80%田间持水量的处理,而土壤速效K和速效P含量的下降量,50%田间持水量的处理小于80%田间持水量的处理。     

施用猪粪条件下重金属对土壤氮素净转化的影响

以东北耕作黑土为研究对象,在25℃和70%WHC水分条件下进行为期35天的室内培养试验,研究了施用猪粪条件下重金属Cu、Cd对土壤氮素净转化的影响。结果表明:添加单一重金属显著抑制了土壤的硝化作用和矿化作用。与对照处理相比,添加重金属Cu、Cd处理培养结束后土壤铵态氮含量分别增加了5.83和5.39倍,硝态氮含量分别下降了84.3%和79.5%,且土壤净氮矿化速率和净硝化速率均显著低于对照处理。添加重金属的同时施用猪粪加剧了重金属对硝化作用和矿化作用的抑制,土壤净硝化速率和净氮矿化速率均显著低于单一重金属处理。添加重金属抑制了土壤反硝化作用,但同时添加猪粪在一定程度上降低了重金属离子的活性和毒性,进而减轻重金属离子对反硝化作用的抑制程度。     

玉米秸秆不同构件添加对土壤N_2O排放的影响

通过室内培养试验,研究玉米秸秆不同构件及按比例混合添加对土壤N_2O排放的影响。试验设置无枯落物土壤对照(CK)及四种枯落物添加处理:茎+土壤(CKS)、叶+土壤(CKL)、鞘+土壤(CKLS)、混合枯落物(茎∶叶∶鞘=5∶3∶2)+土壤(CKM)。结果表明:培养初期添加枯落物对土壤N_2O产生激发作用,培养6d之后趋于稳定,但各添加枯落物处理高于对照;培养结束各添加不同构件及混合枯落物土壤N_2O累积排放量都显著增加(p0.05),添加茎和混合枯落物土壤N_2O排放量显著高于添加叶和鞘枯落物(p0.05)。枯落物混合对土壤N_2O排放的影响在培养前期(10~28d)有一定的促进作用,培养后期不同枯落物之间无相互作用。培养结束后各枯落物全氮含量显著高于初始值,C/N显著低于初始值(p0.05)。枯落物混合培养结束后剩余质量实测值低于预测值,全氮含量实测值高于预测值,枯落物碳氮比实测值低于预测值,土壤N_2O累积排放量差异不显著,表明枯落物混合有利于枯落物分解和氮累积,但是对N_2O累积排放影响不大。